JP2006144623A - 気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハウジングの組み付け時の作業性を高めることにより、組み立て作業を容易とし得る気体圧縮機を提供する。
【解決手段】 気体圧縮機１０は、圧縮機構１５を覆うハウジング１１のボルト座面３２に形成されたボルト孔３３を挿通して配置され、圧縮機構１５にねじ締めされるボルト３１と、該ボルトの頭部３１ａと該頭部を受けるボルト座面３２との気密性を保持すべく、ボルト頭部３１ａとボルト座面３２との間でボルト軸部３１ｂに挿通された環状のガスケット３８とを備える。ガスケット３８とボルト３１との間には、該ボルトとガスケット３８とを結合する結合手段３８ｂが設けられ、該結合手段により、ボルト３１とガスケット３８とは相互に結合されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷凍機及び空気調和装置等に冷媒圧縮機として組み込むのに好適な気体圧縮機に関する。

この種の気体圧縮機では、圧縮機構を収容するハウジングに吸入ポートおよび吐出ポートが形成されており、この吸入ポートから圧縮機構の一側に形成された吸入室を経て圧縮機構に吸入された冷媒気体は、その圧縮機構の他側に形成された吐出室を経て、吐出ポートから排出される（例えば特許文献１参照。）。

ハウジングは、一端開放のハウジング本体と、該ハウジング本体の開放端を閉鎖するフロントハウジング部材とで構成され、このフロントハウジング部材と圧縮機構との間に前記吸入室が規定されている。フロントハウジング部材は、ハウジング本体に気密的に結合され、また、このフロントハウジング部材は、ハウジング内の圧縮機構の一側に結合される。

このフロントハウジング部材と圧縮機構との結合のために、フロントハウジング部材には、その周方向に間隔をおいて複数のボルト座面が形成されており、各ボルト座面には、ボルトの軸部の挿通を許す貫通孔すなわちボルト孔が形成されている。ボルトは、その軸部がボルト座面のボルト孔を貫通するように、軸部先端から各ボルト座面に挿入され、軸部の先端部が圧縮機構に形成されたねじ穴に螺合される。

各ボルトの締め付けにより、フロントハウジング部材と圧縮機構とを強固に結合することができるが、このフロントハウジング部材と圧縮機構との間には吸入室が規定されていることから、該吸入室内の冷媒気体が前記ボルト孔を経てボルト座面とボルト頭部との間から外部に漏れ出る虞がある。この冷媒気体の漏れを確実に防止するために、ボルトの頭部と該頭部を受けるボルト座面との間には、ボルトの軸部を取り巻く環状のガスケットが組み込まれている。

ボルトの締め付けにより、環状のガスケットは、該ボルトの頭部と該頭部を受けるフロントハウジング部材のボルト座面との間で押し付けられることから、該ガスケットのシール効果によって、吸入室内からボルト孔を経る冷媒の漏れが確実に防止される。
特開２００２−２４２８３５号公報

しかしながら、気体圧縮機の組み立て工程で、フロントハウジング部材と圧縮機構とを結合するには、前記したボルトの締め付けに先立って、ボルトの軸部に環状のガスケットを嵌合させる必要がある。

このため、ボルト孔へのボルトの挿入に先立って予めボルトにガスケットを嵌合させた場合、ボルトの軸部に挿通されたガスケットがボルトから脱落しないように、ボルトをフロントハウジングの座面に形成されたボルト孔へ注意深く挿入する必要がある。また、ボルトの軸部に予めガスケットを嵌合させることに代えて、ボルトの軸部をボルト孔に挿入すると同時にガスケットに挿入する場合には、ガスケットをボルト孔の整合位置に確実に保持する必要がある。

そのため、何れの場合においても、フロントハウジング部材の組み付け時、ボルトと、該ボルトに組み合わされるガスケットとの取り扱いに注意が必要となり、組み付け作業に手間取ることがあることから、この組み付け作業の簡素化が望まれていた。

そこで、本発明の目的は、ハウジングの組み付け時の作業性を高めることにより、組み立て作業を容易とし得る気体圧縮機を提供することにある。

本発明は、気体を圧縮する圧縮機構と、ボルト座面および該ボルト座面に形成された貫通孔を有し、前記圧縮機構を収容するハウジングと、ねじ溝が形成された軸部および該軸部の一端に形成された頭部を有し、前記ボルト座面から前記貫通孔を挿通して配置され、前記ハウジングと前記圧縮機構との結合のために該圧縮機構にねじ締めされるボルトと、該ボルトの前記頭部と該頭部を受ける前記ボルト座面との気密性を保持すべく、前記ボルト頭部の底面と前記ボルト座面との間で前記ボルト軸部に挿通された環状のガスケットとを備え、前記ガスケットと前記ボルトとの間には該ボルトと前記ガスケットとを結合する結合手段が設けられ、該結合手段により、前記ボルトと前記ガスケットとは相互に結合されていることを特徴とする。

本発明では、ハウジングのボルト座面の貫通孔すなわちボルト孔に挿通されるボルトと、該ボルトに組み合わされるガスケットとは、前記結合手段により、前記ボルトの前記ボルト孔への挿通に先立って相互に結合され、これにより、ガスケットはボルトの所定箇所に位置決められていることから、ボルトの取り扱い中にガスケットがボルトから脱落することはない。従って、従来のようなガスケットとボルト孔との整合作業やボルトからのガスケットの脱落に注意を払うことなく、ガスケットが結合されたボルトをボルト孔に挿通し、圧縮機構のねじ孔に螺合させて締め付けることができる。

ボルトとガスケットとに同一メッキが施される場合、ボルトの製造工程で、ボルトにガスケットを組み込むことが考えられる。すなわち、ボルト材料の軸部へのねじ切り作業に先立って、軸部にガスケットを挿入し、ガスケットが挿入された軸部の先端側に、山径がガスケットの挿入口の口径よりも大きなねじ山部分を形成することができる。このねじ山部分によってガスケットの脱落が防止された状態で、相互に組み合わせられたボルトおよびガスケットに同時的に同一のメッキ処理を施すことができる。

しかしながら、この場合、ボルトの軸部における軸線方向へのガスケットの遊びを充分に抑制することはできず、ガスケットを確実にボルト頭部に位置決めることはできない。

しかも、気体圧縮機では、ボルトおよびガスケットのそれぞれに必要とされる機械的強度あるいはシール効果等についての各要件を満たす上で、ボルトは例えば鉄材料で構成され、このボルトに防錆のための亜鉛メッキが施され、他方、ガスケットは例えば銅材料で構成され、このガスケットにスズメッキが施されることがある。このような異なるメッキ材料でメッキ処理が施されるボルトおよびガスケットの組み合わせでは、ボルトおよびガスケットの組み合わせ後に、それぞれに異なるメッキ材料でメッキ処理を施すことは実質的に不可能となることから、前記したようなボルトおよびガスケットの組み合わせ体を採用することはできない。

このことから、本発明に係る前記気体圧縮機は、前記ボルトおよび前記ガスケットが相互に異なる材料でメッキ処理を施す必要がある場合、メッキ材料の如何に拘わらずボルトおよびガスケットの一体的な取り扱いが可能となることから、特に有効である。

前記結合手段は、前記ガスケットに形成され前記ボルト頭部に係止される一対の係止部で構成することができる。

また、前記結合手段は、前記ボルト軸部の前記頭部近傍に形成され前記ガスケットが圧入される増径部で構成することができる。

本発明によれば、ガスケットが、前記したように結合手段によってボルトの所定箇所に位置決められていることから、ハウジングと圧縮機構との結合作業時、ガスケットをボルトと別体に取り扱うことなくこれと一体的に取り扱うことができるので、従来のようなガスケットの脱落や位置ずれに注意を払うことなくボルトをねじ穴に螺合することができ、これによりハウジングの組み付け作業の簡素化を図ることにより、気体圧縮機の組み立て作業の簡素化及び迅速化を図ることができることから、気体圧縮機の組み立て作業が容易になる。

本発明を図示の実施例に沿って以下に詳細に説明する。

本発明に係る気体圧縮機は、例えば自動車に搭載される空気調和装置に適用され、図示しないが、空気調和装置の構成要素である従来よく知られた凝縮器、膨張弁及び蒸発器等と共に、冷却サイクルのための冷媒循環経路を構成する。

本発明に係る気体圧縮機１０は、図１に示すように、一端開放の筒状ハウジング本体１１と、該筒状ハウジング本体の前記開放端を閉じるフロントハウジング部材１２とからなる全体に円筒状のハウジング１３を備える。

フロントハウジング部材１２には、前記蒸発器に接続される吸入ポート１４が設けられている。また、フロントハウジング部材１２によって前記開放端を閉鎖されるハウジング本体１１内には圧縮機構１５が収容されており、このハウジング本体１１には前記凝縮器に接続される吐出ポート１６が形成されている。ハウジング１３内の圧縮機構１５の一側には、吸入ポート１４に連通する吸入室１７が形成されている。また、圧縮機構１５の他側には、吐出ポート１６に連通する吐出室１８が形成されている。

圧縮機構１５は、後述するように、前記自動車に搭載されたエンジン（図示せず）の回転駆動力によって作動され、この作動により、吸入ポート１４および吸入室１７を経て前記蒸発器から取り入れた冷媒ガスを圧縮する。圧縮機構１５により圧縮された冷媒ガスは吐出室１８を経て、該吐出室に連通する吐出ポート１６から前記凝縮器へ吐出される。

圧縮機構１５は、図示の例では、従来よく知られた同芯型のベーンロータリ式の圧縮機構である。冷媒ガスを圧縮するための圧縮機構１５は、両端開放のシリンダ部材１９と該シリンダ部材の各開放端を気密的に閉鎖する平板状のフロントサイドブロック２０及びリアサイドブロック２１とで規定されるシリンダ室２２を備える。

シリンダ室２２は、図２に示すように、その横断面が楕円形をなす。シリンダ室２２内には、回転軸２３を有する円柱状のロータ２４が同芯的に収容されている。回転軸２３は、図１に示すように、フロントサイドブロック２０及びリアサイドブロック２１の各ボス部２５および２６の内周面から成る各滑り軸受面２０ａ、２１ａで、回転可能に支承されている。回転軸２３は、前記エンジンにより駆動され、これによりロータ２４が一方向へ駆動回転される。

ロータ２４には、図２に示すように、複数のベーン２７がロータ２４の周方向へ互いに間隔をおいて保持されている。ベーン２７は、従来よく知られているように、ロータ２４の周方向へシリンダ室２２を区画することにより、該シリンダ室を複数の圧縮室２２ａに分割する。各ベーン２７は、従来よく知られているように、シリンダ室２２の周壁へ向けての背圧を受けることにより、ロータ２４の回転に伴ってシリンダ室２２の周壁面を摺動する。

このロータ２４の回転に伴って、各圧縮室２２ａは、その容積の増大および減少を繰り返すことから、前記したように、吸入ポート１４からの冷媒ガスは、圧縮機構１５の一側に形成された吸入室１７を経て、従来よく知られているように、圧縮機構１５の吸入口１５ａから前記各圧縮室２２ａに吸入される。また、圧縮室２２ａで圧縮された冷媒ガスは、圧縮機構１５の吐出弁１５ｂが設けられた吐出口１５ｃから圧縮機構１５の他側に形成された吐出室１８を経て、吐出ポート１６から排出される。

圧縮機構１５の一側に形成される吸入室１７は、図１に示す例では、圧縮機構１５のフロントサイドブロック２０と、該フロントサイドブロックを覆うフロントハウジング部材１２とにより、その間に形成されている。

再び図１を参照するに、圧縮機構１５のシリンダ室２２を規定するシリンダ部材１９と、該シリンダ部材の一方の開放端を閉鎖するリアサイドブロック２１とは、ボルト２８で結合されている。ボルト２８は、リアサイドブロック２１をその板厚方向へ貫通し、シリンダ部材１９の一端の縁部に形成されたねじ穴２９に螺合する。締結のためのボルト２８は、ハウジング１３の周方向にほぼ等間隔をおいて配置されている。リアサイドブロック２１とハウジング本体１１との間の気密性は、両者間に配置された環状シール部材３０によって保持されている。

また、シリンダ部材１９と、該シリンダ部材の他方の開放端を閉鎖するフロントサイドブロック２０とは、該フロントサイドブロックを覆うフロントハウジング部材１２と共に、ボルト３１で結合されている。

フロントハウジング部材１２には、ボルト３１のためのボルト座面３２が形成され、該座面に形成された貫通孔から成るボルト孔３３が形成されている。フロントサイドブロック２０にはボルト孔３３に整合するボルト孔３４が形成され、またシリンダ部材１９の他端の縁部には、ボルト孔３４に整合するねじ穴３５が形成されている。ボルト３１は、その頭部３１ａがボルト座面３２に受け入れられるように、またその軸部３１ｂがボルト孔３３、３４を貫通するように、該ボルト孔に挿入され、軸部３１ｂの先端部がシリンダ部材１９のねじ穴３５に螺合する。このボルト３１の締め付けにより、フロントハウジング部材１２、フロントサイドブロック２０およびシリンダ部材１９が結合されている。

フロントハウジング部材１２は、その円形フランジ部１２ａでハウジング本体１１の開放端の円形フランジ部１１ａにボルト３６により締結されている。

各ボルト３１および３６は、ボルト２８におけると同様に、ハウジング１３の周方向へほぼ等間隔に配置されている。

ハウジング本体１１の開放端、フロントハウジング部材１２およびフロントサイドブロック２０の接合面の気密性は、これら各部材１１、１２および２０の接合部に配置された環状シール部材３７により保持される。

しかしながら、フロントハウジング部材１２とフロントサイドブロック２０との間には吸入室１７が形成されており、該吸入室内の冷媒ガスが、フロントハウジング部材１２およびフロントサイドブロック２０の両者を貫通するボルト３１と、該ボルトを受け入れるボルト孔３３との間を経て、ボルト３１の頭部３１ａと該頭部を受けるボルト座面３２との間から外部に漏れ出る虞がある。この漏れを防止するために、ボルト３１にガスケット３８が組み込まれている。

このガスケット３８および該ガスケットが組み付けられるボルト３１の詳細を図３に沿って説明する。

ボルト３１は、例えば鉄材料からなる六角穴付きボルトであり、前記したように、頭部３１ａと、該頭部から一体的に形成された軸部３１ｂとを有し、該軸部には、頭部３１ａから所定の間隔をおいてねじ山３１ｄが形成されている。図示の例では、頭部３１ａと軸部３１ｂとの間には、頭部３１ａから張り出す座部３１ｃが形成されている。ボルト３１には、防錆のために、例えば電気亜鉛メッキが施されている。

このボルト３１には、ガスケット３８が係止されている。このガスケット３８は、例えば銅のような金属材料からなり、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、ボルト３１のねじ山３１ｄを経て軸部３１ｂへの挿通を許す穴３９を規定する環状部３８ａと、該環状部の直径方向に張り出す一対の張出部３８ｂとを有する金属板で形成されており、シール性を満たすために、例えば無電解メッキ法でスズメッキが施されている。一対の張出部３８ｂは、図５に示すように、両張出部３８ｂが互いに同一方向へ立ち上がるように環状部３８ａから折り曲げられ、この折り曲げにより、結合手段を構成する一対の係止爪３８ｂが形成される。

ガスケット３８は、図６に示すように、張出部３８ｂで構成された係止爪をボルト３１の頭部３１ａに向けて、ボルト３１の軸部３１ｂに挿入され、その係止爪３８ｂがボルト３１の座部３１ｃに係止される。この一対の係止爪３８ｂのばね作用により、ガスケット３８は、図３に示したように、その環状部３８ａが頭部３１ａの下面である座部３１ｃを覆うように、頭部３１ａに確実に位置決められる。

座部３１ｃを不要とすることができ、この場合、ガスケット３８の係止爪３８ｂは、ボルト３１の頭部３１ａに直接的に係止することができる。

ボルト３１は、図１に沿って説明したとおり、シリンダ部材１９のねじ穴３５に螺合され、その締め付けによってフロントハウジング部材１２、フロントサイドブロック２０およびシリンダ部材１９を強固に結合する。このボルト３１には、予めガスケット３８が係止されていることから、ボルト３１による締結作業で、ガスケット３８をボルト３１と別体に取り扱うことなくこれと一体的に取り扱うことができる。従って、従来のようなガスケットの脱落や位置ずれに注意を払うことなくボルト３１をねじ穴３５に螺合することができるので、ハウジング１１の組み付け作業の簡素化を図ることにより、気体圧縮機１０の組み立て作業の簡素化及び迅速化を図ることができることから、気体圧縮機１０の組み立て作業が容易になる。

結合手段を構成する係止爪３８ｂのばね力を利用することなく該係止部でガスケット３８をボルト３１の頭部３１ａに係止することができる。また、ガスケット３８に単一の係止爪を設けることができ、あるいは必要に応じて３個以上の係止爪を形成することができる。

図７に示す例は、ボルト３１の頭部３１ａの直下、すなわち図示の例では座部３１ｃの直下に軸部３１ｂの軸線方向に一様な外径を有する増径部３１ｅを設け、該増径部にガスケット３８を圧入することにより、ボルト３１およびガスケット３８を相互に結合した例を示す。結合手段を構成する増径部３１ｅの外径は、軸部３１ｂのそれより大きく、座部３１ｃのそれよりも小さい。

増径部３１ｅに圧入されるガスケット３８は、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、ボルト３１のねじ山３１ｄを経て軸部３１ｂへの挿通を許すべく、これらの外径よりも大きくかつ増径部３１ｅへの圧入を許す口径の穴３９を規定する環状部材からなる。

ボルト３１による前記した締結作業に先立ち、ボルト３１の増径部３１ｅにガスケット３８を圧入することにより、図６に示したように、ボルト３１の頭部３１ａにガスケット３８を位置決めることができ、ボルト３１およびガスケット３８を別体に取り扱うことなく両者を一体的に取り扱うことができることから、前記した例におけると同様に、ガスケットの脱落や位置ずれに注意を払うことなくボルト３１をねじ穴３５に螺合することができる。

ボルト３１の軸部３１ｂに一様な外径を有する増径部３１ｅを形成することに代えて、図９に示すように、軸部３１ｂに、頭部３１ａからねじ山３１ｄへ向けて外径を漸減させるテーパ部３１ｆを形成することができる。テーパ部３１ｆから成る結合手段を採用した場合、ガスケット３８の穴３９（図８（ａ）参照）の口径をテーパ部３１ｆの最小径よりも大きくかつその最大径よりも小さく設定される。これにより、ガスケット３８のテーパ部３１ｆへの圧入によって、ガスケット３８をボルト３１の頭部３１ａあるいはその座部３１ｃに当接する位置に保持することができる。

本発明に係る気体圧縮機１０によれば、前記したように、ボルトとガスケットとの間に設けられた結合手段によって両者を位置決めることができるので、従来のようなガスケットの脱落や位置ずれに注意を払うことなくボルトをねじ穴に螺合することができ、これによりハウジングの組み付け作業の簡素化を図ることにより、気体圧縮機の組み立て作業の簡素化及び迅速化を図ることができることから、気体圧縮機の組み立て作業が容易になる。

前記したところでは、気体圧縮機としてベーンロータリ式圧縮機の例を示したが、これに限らず、本発明をスクロール式、その他の種々の気体圧縮機に適用することができる。

本発明に係る気体圧縮機を示す縦断面図である。 図１に示した気体圧縮機の横断面図である。 図１に示すボルトおよびガスケットの結合体を示す平面図である。 図４（ａ）および図４（ｂ）図は、それぞれ図３に示したガスケットのボルトへの結合前の状態で示す平面図および側面図である。 図４（ａ）および図４（ｂ）に示したガスケットの張出部を立ち上げて係止爪を形成した状態を示す図４（ｂ）と同様な図面である。 図３に示した結合体を得るためのボルトとガスケットとの結合工程を示す平面図である。 本発明に係るボルトおよびガスケットの結合体の他の例を示す図３と同様な図面である。 図８（ａ）および図８（ｂ）図は、それぞれ図７に示したガスケットの平面図および側面図である。 本発明に係るボルトの他の例を示す正面図である。

符号の説明

１０ 気体圧縮機
１３ ハウジング
１４ 吸入ポート
１５ 圧縮機構
３１ ボルト
３１ａ 頭部
３１ｂ 軸部
３１ｄ ねじ山
３１ｅ 増径部（結合手段）
３１ｆ テーパ部（結合手段）
３２ ボルト座面
３３、３４ ボルト孔（貫通孔）
３８ ガスケット
３８ｂ 係止爪（結合手段）

Claims (4)

1. 気体を圧縮する圧縮機構と、ボルト座面および該ボルト座面に形成された貫通孔を有し、前記圧縮機構を収容するハウジングと、ねじ溝が形成された軸部および該軸部の一端に形成された頭部を有し、前記ボルト座面から前記貫通孔を挿通して配置され、前記ハウジングと前記圧縮機構との結合のために該圧縮機構にねじ締めされるボルトと、該ボルトの前記頭部と該頭部を受ける前記ボルト座面との気密性を保持すべく、前記ボルト頭部の底面と前記ボルト座面との間で前記ボルト軸部に挿通された環状のガスケットとを備え、前記ガスケットと前記ボルトとの間には該ボルトと前記ガスケットとを結合する結合手段が設けられ、該結合手段により、前記ボルトと前記ガスケットとは相互に結合されていることを特徴とする気体圧縮機。
2. 前記ボルトおよび前記ガスケットは相互に異なる材料でメッキ処理を施されている請求項１に記載の気体圧縮機。
3. 前記結合手段は、前記ガスケットに形成され前記ボルト頭部に係止される一対の係止部からなる請求項２に記載の気体圧縮機。
4. 前記結合手段は、前記ボルト軸部の前記頭部近傍に形成され前記ガスケットが圧入される増径部からなる請求項２に記載の気体圧縮機。

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